DE2137124B2

DE2137124B2 - Steuerschaltung für eine blockiergeschützte Fahrzeugbremse

Info

Publication number: DE2137124B2
Application number: DE2137124A
Authority: DE
Inventors: Paul Anthony Walsall Stafford Harris; David Gordon Harborne Birmingham Williams
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1970-07-28
Filing date: 1971-07-24
Publication date: 1978-12-07
Also published as: FR2099634A1; US3806203A; ES394116A1; DE2137124C3; GB1343416A; AU465128B2; CS188116B2; AR203707A1; ZA714650B; AU3125271A; FR2099634B1; DE2137124A1; PL71615B1

Description

25

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung für eine blockiergeschützte Fahrzeugbremse, mit einem von einem Fahrzeugrad angetriebenen Generator, der ein der Drehzahl des Fahrzeugrades proportionales Signal einer über einen Widerstand rückgekoppelten Differenzierschaltung zuführt, die nur beim Überschreiten des Grenzwertes für die maximal zulässige Drehverzögerung des Fahrzeugrades ein Steuersignal zur Verminderung der Bremswirkung liefert.

Bei einer bekannten Steuerschaltung dieser Art besteht die Differenzierschaltung aus passiven Bauelementen. Zur Vermeidung einer Blockierung erfolgt die Verminderung der Bremswirkung zweistufig. Während in der ersten Stufe die Verminderung proportional der Verzögerung erfolgt, erfolgt sie in der zweiten Stufe schlagartig. Auf diese Weise kann zwar ein Blockieren verhindert werden, doch reicht diese Maßnahme für eine optimale Bremsung nicht aus (DE-OS 19 25 746).

Bei einer bekannten gattungsfremden Steuerschaltung für eine blockiergeschützte Fahrzeugbremse (DE-OS 19 19 141) wird bei gelöster Bremse ein Ladekondensator auf eine der Drehzahl des Rades proportionale Spannung aufgeladen. Bei gelöster Bremse liefert der Kondensator einen konstanten Ladestrom. Bei angelegter Bremse dient die Ladespannung des Kondensators einer anderen Spannung, die proportional der augenblicklichen Drehzahl des Rades ist, als Referenzspannung. Diese beiden Spannungen steuern einen Differenzverstärker, der seinerseits ein Steuersignal zur Verminderung der Bremswirkung liefert, wenn die der augenblicklichen Drehzahl des Rades entsprechende Spannung unterhalb eines bestimmten Wertes der vom Kondensator vorgegebenen Referenzspannung liegt. Bei dieser Schaltung wird ein w) teuerer Differenzverstärker benötigt, um zur Vermeidung eines Staues bei der Entladung des Kondensators eine hohe Eingangsimpedanz zu erhalten.

Eine optimale Bremsung wird nur erreicht, wenn unter Vermeidung des Blockierens die Zeit bis zum <τι erneuten Wirksamwerden der Bremse genau bestimmt ist. 1st die Zeit zu lang, dann dauert der Bremsvorgang zu lange, ist sie zu kurz, dann besteht die Gefahr, daß die Bremse wieder wirksam wird, bevor das durch den letzten Bremsvorgang bedingte Durchrutschen des Rades ganz aufgehört hat

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerschaltung für eine blockicrgeschützte Fahrzeugbremse zu schaffen, mit der optimal gebremst werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Steuerschaltung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Differenzierschaltung einen invertierenden Verstärker aufweist, zwischen dessen Aus- und Eingang der Rückkopplungswiderstand geschaltet ist, und zwischen dessen Ausgang und dem Eingang der Verstärkerschaltung eine Klemmschaltung angeordnet ist, die nach Erreichen des Grenzwertes auf ein die Differenzierschaltung sperrendes, bestimmtes Spannungspotential gelegt wird.

Durch den Einsatz der aktive Bauelemente aufweisenden Differenzierschaltung ist gewährleistet, daß die Steuerschaltung sofort beim Erreichen des Grenzwertes reagiert und die Differenzierschaltung nicht langer differenzierend wirken läßt. Dadurch wird die Zeit für die Verminderung der Bremswirkung exakt festgelegt, so daß die Bremswirkung so früh wie möglich wieder wirksam werden kann.

Die Erfindung ist im nachfolgenden an Hand eines Schaltbildes näher erläutert.

Zur Steuerschaltung gehören eine Plus- und eine Minusleitung 11 bzw. 12. In Reihe zwischen die Leitungen 11 und 12 sind ein Widerstand 13 und eine Diode 14 geschaltet, wobei die Verbindung dazwischen mit einer Wicklung 15 und weiter mit der Basis eines n-p-n-Transistors 16 verbunden ist, dessen Emitter mit der Leitung 12 und dessen Kollektor über einen Widerstand 17 mit der Leitung 11 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 16 ist ferner über eine Reihenschaltung mit der Leitung 11 verbunden, und zu dieser Reihenschaltung gehören ein Kondensator 18, ein Widerstand 19 und eine Diode 21. Die Verbindung zwischen dem Widerstand 19 und der Diode 21 ist mit dem Emitter eines p-n-p-Transistors 22 verbunden. Die Basis des Transistors 22 ist mit der Leitung 11 verbunden, und sein Kollektor ist mit Widerständen 23 und 24 in Reihe mit der Leitung 12 verbunden. Zu den Widerständen 23 und 24 ist ein Kondensator 25 parallel geschaltet, und die Verbindung zwischen den Widerständen 23 und 24 ist über einen Widerstand 26 mit der Leitung 11 verbunden.

Der Kollektor des Transistors 22 ist ferner mit der Basis eines n-p-n-Transistors 27 verbunden, dessen Kollektor mit der Leitung 11 und dessen Emitter über einen Widerstand 28 mit der Leitung 12 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 27 ist ferner über einen Widerstand 29 und einen Kondensator 31 in Reihe mit der Leitung 12 verbunden, wobei die Verbindung zwischen dem Widerstand 29 und dem Kondensator 31 mit einem Widerstand 32 und einem Kondensator 33 in Reihe und weiter mit der Basis eines n-p-n-Transistors 34 verbunden ist, dessen Emitter mit der Leitung 12 über einen Widerstand 35 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 34 ist ferner mit der Basis eines n-p-n-Transistors 36 verbunden, dessen Emitter mit der Leitung 12 und dessen Kollektor zusammen mit dem Kollektor des Transistors 34 über einen Widerstand 37 mit der Leitung 11 verbunden sind. Die Verbindung zwischen den Kollektoren der Transistoren 34 und 36 und dem Widerstand 37 ist mit dem Rückkopplungswiderstand 40 an der Basis des Transistors 34 verbunden, und diese

Verbindung ist auch mit der Basis eines n-p-n-Transistors 38 verbunden, dessen Kollektor mit der Leitung 11 und dessen Emitter über einen Widerstand 39 mit der Leitung 12 verbunden. Eine weitere Verbindung besteht zwischen dem Emitter des Transistors 38 und dem Emitter eines p-n-p-Transistors 41, de^en Basis mit den Leitungen 11 bzw. 12 über Widerstände 42 bzw. 43 verbunden ist und dessen Kollektor mit der Leitung 12 über zwei Widerstände 44 und 45 in Reihe verbunden ist

Die Verbindung zwischen den Widerständen 44 und 45 ist mii der Basis eines n-p-n-Transistors 46 verbunden, dessen Emitter mit der Basis eines n-p-n-Transistors 47 verbunden ist, dessen Emitter wiederum mit der Leitung 12 verbunden ist. Die Kollektoren der Transistoren 46 und 47 sind über eine Hubmagnetwicklung 48 mit einer weiteren Plusleitung 49 verbunden, und zur Wicklung 48 ist ein Widerstand 51 und eine Diode 52 in Reihe parallelgeschaltet Wenn die Wicklung 48 erregt wird, werden die Bremsen des Fahrzeugs freigegeben.

Die beschriebene Anordnung ist besonders zur Verwendung für ein Kraftfahrzeug oder ein anderes Fahrzeug gedacht, bei dem ein Satz der dargestellten Komponenten für jedes Rad vorhanden ist. Das Rad treibt einen gezahnten Rotor an, um in der Wicklung 15 Impulse mit der Frequenz des Rades zu erzeugen. Diese Impulse schalten den Transistor 16 ein und aus, und die entstehende Wellenform am Kollektor des Transistors 16 wird über einen Transistorpumpkreis wirksam, zu dem der Transistor 22 und der Transistor 27 gehören, um am Kondensator 31 eine Spannung zu erzeugen, Jie die Winkelgeschwindigkeit des Rades wiedergibt. Der Kondensator 25 und die ihm zugeordneten Widerstände dienen zum Glätten des Signals.

Die Spannung am Kondensator 31 wird an einem Differenzierkreis angelegt, der aus einem Funktionsverstärker mit Transistoren 34 und 36 zusammen mit dem Rückkopplungswiderstand 40 und einem Eingangskondensator 33 besteht. Der Differenzierkreis wird so wirksam, daß er an seinem Ausgangsanschluß, d. h. also am Kollektor des Transistors 36, ein Signal erzeugt, das das Maß der Änderung der Geschwindigkeit des Rades wiedergibt.

Wenn angenommen wird, daß die Bremsen an das Rad angelegt sind, leiten die Transistoren 34 und 36 zunächst ausreichend, um den Transistor 41 ausgeschaltet zu halten, so daß der Transistor 34 aus ist und kein Steuerstrom zu den Transistoren 46 und 47 geht, so daß die Wicklung 48 nicht erregt ist.

Dabei ist eine solche Anordnung vorgesehen, daß ^r>o unter der Voraussetzung, daß die Verzögerung einen Wert nicht überschreitet, der als sicher angesehen wird, d. h. einen Wert, bei dem mit großer Wahrscheinlichkeit kein Blockieren des Rades erfolgt, der Transistor 41 sich niemals einschaltet. Wenn die sichere Verzögerung >5 jedoch überschritten wird, wird der Differenzierkreis wirksam, um den Transistor 41 einzuschalten, wodurch wiederum die Transistoren 46 und 47 eingeschaltet werden, um die Wicklung 48 zu erregen und die Bremsen freizugeben. Wie zu sehen ist, tritt unvermeidlich eine Verzögerung zwischen dem Einsehalten des Transistors 41 und der Abnahme der Bremskraft vorn Rad auf. Sobald sich der Transistor 41 jedoch einschaltet, wird der Kollektor des Transistors 36 mit dem Spannungsteiler geringer Impedanz verbunden, der durch die Widerstände 42 und 43 gebildet ist und zwar über zwei Dioden in Reihe, die durch die Basis/Emitter des Transistors 38 und die Emitter/Basis des Transistors 41 gebildet sind. Während der ganzen Zeit, während der der Verstärker als Differenzierkreis arbeitet wird die rechte Platte des Kondensators 33 in üblicher Weise unter konstanter Spannung gehalten. Wenn der Kollektor des Transistors 36 jedoch in der beschriebenen Weise mit dem Spannungsteiler verbunden wird, wird der Ausgang des Funktionsverstärkers gesperrt, und der Funktionsverstärker hört auf, als ein Differenzierkreis zu arbeiten. Die rechte Platte des Kondensators 33 kann nun frei in der Spannung schwingen, während sich die Spannung an der linken Platte ändert. Da eine Verzögerung zwischen dem Einschalten des Transistors 38 und dem Lösen der Bremsen auftritt, nimmt die rechte Platte des Kondensators 33 eine Spannung an, die etwa die Abnahme an Geschwindigkeit des Rades wiedergibt, nachdem sich der Transistor 41 einschaltet. Nach dem Lösen der Bremsen beschleunigt das Rad wieder, und der Funktionsverstärker beginnt wieder als Differenzierkreis zu wirken, wenn die Spannung an der rechten Platte des Kondensators 33 den Wert erreicht, den er einnahm, als der Transistor 41 einschaltete.

Die Spannung an der rechten Platte des Kondensators 33 wird sowohl durch die Abnahme des Geschwindigkeitssignals, das am Widerstand 40 als eine Folge einer Wechselstromkopplung durch den Kondensator 33 mit dem Geschwindigkeitssignal erscheint, als auch durch das Verzögerungs-Schwellensignal (der gesperrte Spannungswert am Ausgang des Funktionsverstärkers) bestimmt, das über den Widerstand 40 angelegt wird und durch den Kondensator 33 integriert wird. Dieses integrierte Verzögerungs-Schwellensignal kann als ein simuliertes Geschwindigkeitssignal angesehen werden, das einen Anfangswert von Null hat und beim Schwellenwert zunimmt.

Die Signalkombination vergleicht also in effektiver Weise die Abnahme der Radgeschwindigkeit mit der Abnahme der Geschwindigkeit, die entstanden wäre, wenn das Rad konstant mit dem Schwellenwert der Verzögerung verzögert worden wäre.

Es versteht sich, daß dabei zur Vereinfachung angenommen ist, daß der Kondensator 33 und der Widerstand 40 als ein perfekter Wechselstromkoppler und Integrator fungieren. In der Praxis braucht man nur mit einer mäßig langen Zeitkonstanten zu arbeiten, um eine übermäßige Verzerrung der Signale zu vermeiden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Steuerschaltung für eine blockiergeschützte Fahrzeugbremse, mit einem von einem Fahrzeugrad angetriebenen Generator, der ein der Drehzahl des s Fahrzeugrades proportionales Signal einer über einen Widerstand rückgekoppelten Differenzierschaltung zuführt, die nur beim Oberschreiten des Grenzwertes für die maximal zulässige Drehverzögerung des Fahrzeugrades ein Steuersignal zur Verminderung der Bremswirkung liefert, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzierschaltung (33, 34, 36) einen invertierenden Verstärker (34, 36) aufweist, zwischen dessen Aus- und Eingang der Rückkopplungswiderstand (40) geschaltet ist, und zwischen dessen Ausgang (Transistor 36) und dem Eingang der Verstärkerschaltung (46, 47) eine Klemmschaltung (38, 41) angeordnet ist, die nach Erreichen des Grenzwertes auf ein die Differenzierschaltung (33, 34, 36) sperrendes, bestimmtes Spannungspotential gelegt wird.